7050铝合金热轧板的淬火敏感性

用末端淬火、光学金相显微镜和透射电镜技术研究7050铝合金热轧板的淬火敏感性.结果表明:7050铝合金端淬火试样硬度下降10%的淬透深度约60mm.决定7050铝合金淬火敏感性的本质是析出的η平衡相的尺寸和体积分数,主要发生η相析出的淬火临界平均冷却速率约为40℃/s,此时η相的体积分数约为2.1%.淬火平均冷却速率低于40℃/s,η相析出和粗化一再结晶-Al3Zr非共格化交互影响.     

7050高强铝合金淬火敏感性及组织特征(英文)

采用Jominy末端淬火实验研究淬火冷却速率对商用7050铝合金厚板淬火态合金电导率和组织的影响。实验测定距淬火端不同距离合金的淬火态电导率,并进行组织观察。结果表明:在淬火敏感区间范围内,合金的平均冷却速率随着淬火端距离的增加不断降低,而淬火态合金的电导率随着距离的增加不断上升。末端淬火实验棒组织观察显示,厚板表面已发生完全再结晶,1/4和1/2厚度处为部分再结晶组织,淬火诱导晶界析出相逐渐粗化并成链状分布,当距离大于38mm时,发现大量非均质形核淬火析出相,其形核核心主要为Al3Zr弥散相。     

大型7050铝合金自由锻件淬火残余应力消减研究

基于热力学计算软件JMatPro7.0及塑性成形模拟软件DEFORM对某大型7050铝合金长条形自由锻件的固溶、淬火及冷压工艺过程进行了模拟及优化。研究结果表明:当温度大于472℃后各相溶于α-Al中形成过饱和固溶体,淬火过程中内外温度场分布差异是造成残余应力的主要原因,对淬火后的自由锻件施加冷压变形可以有效消除热处理残余应力,采用3%压下量及较小的进给量可以最大程度地消除残余应力。     

7050铝合金超厚板喷淋淬火的数值模拟分析

基于有限元模拟软件ABAQUS,建立有限元模型对铝合金超厚板的喷淋淬火过程进行参数化模拟,来探究铝合金超厚板在不同淬火条件下的残余应力分布规律.研究表明:淬火过程中,铝合金超厚板厚度方向的残余应力分布逐渐由外拉内压转变为外压内拉的状态;改变喷淋压力和淬火水温可以改变厚板淬火残余应力分布规律,厚板中心的残余应力随...     

淬火介质对7050铝合金末端淬特性的影响

采用室温水和浓度为20%的PAG水溶液(聚烷撑二醇聚合物)作为淬火介质进行Jominy末端淬火实验,用于评价7050铝合金淬透性;监测合金固溶和淬火过程中的升温速率和冷却速率,测定距淬火端不同距离的合金的淬火态电导率和时效态硬度,观察室温水淬火试样不同位置晶内淬火析出相.结果表明:采用室温水和20%PAG进行末端淬火时,合金的淬透深度分别约为65和40mm;采用PAG淬火可使合金温度快速通过淬火敏感区间,同时在淬火敏感区间外降低合金的冷却速率,使试样淬火端和中间部位合金的温度差减小.随着距淬火端距离的增加,淬火诱发析出的η平衡相的尺寸和体积分数增加,无析出区宽化.     

降低7075铝合金厚板淬火残余应力的工艺

7075铝合金可通过淬火时效获得高强度，但它在淬火过程中会产生淬火残余应力，本文对7075铝合金厚板在不同淬火水温下，以及某一水温下淬火后经不同预拉伸量和不同时效工艺制度下淬火残余应力大小及变化规律进行了测试与分析，结果表明：随着淬火水温的升高，残余应力明显降低；水淬后随着预接拉伸量的增加，残余应力逐渐从压应力转变为拉应力，当预拉伸量约2%时，残余应力基本上趋近于零；随着时效温度升高和时效时间延长，残余应力呈下降趋势，因此，合理的淬火水温，预拉伸量以及时效制度是降低7075铝合金厚板淬火残余应力的有效工艺措施，其中尤以适当的淬火水温和预拉伸量最为有效。     

冷却速率对7050铝合金淬火析出行为的影响

基于末端淬火的高通量实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)研究了7050铝合金的淬火析出行为。结果表明：随着冷却速率的降低,电导率增加,淬火析出相的种类和形核位置均增加。有利形核析出的位置顺序为大角度晶界、小角度晶界(亚晶界)、再结晶晶内(Al₃Zr粒子)、位错和亚晶内(Al₃Zr粒子)。淬火析出相的析出顺序为η相、S相、T相和Y相。随冷却速率的降低,η相依次在大角度晶界、小角度晶界、再结晶晶内(Al₃Zr粒子)和部分亚晶内析出;当冷却速率低于630℃/min时,S相在亚晶(界)析出,T相在再结晶晶内(Al₃Zr粒子)和高位错密度的亚晶(界)处析出;当冷却速率低于164℃/min时,Y相在亚晶的位错处析出,η相和T相也在亚晶内析出。     

航空铝合金构件淬火残余应力的数值模拟

可固溶强化的铝合金在通过剧烈淬火获得高强度的过程中 ,会产生很大的淬火残余应力 ,并容易引起淬火变形与裂纹。本文将有限元方法用于预测航空铝合金构件淬火残余应力的产生与分布规律 ,首先针对铝合金试样的淬火过程建立数学模型 ,进行数值模拟 ,其次将分析方法用于预测某 70 75铝合金飞机隔框的淬火残余应力分布规律。并采用裂纹柔度法进行了实验测定 ,实验结果与模拟结果对比具有很好的一致性。     

铝合金环件淬火热处理数值模拟研究

介绍了热应力场作用下铝合金环件残余应力的产生机理,通过有限元专业仿真软件Abaqus建立2219型铝合金环件有限元数值模型,分析得到了2219型铝合金环件在淬火过程中的温度场和残余应力分布规律。有限元模拟结果表明：环件外表面边缘交线处温降速率最大,芯部温降速率最小,环件表面温降速率介于边缘交线和芯部之间;环件内外表面和心部应力在淬火过程中出现陡峭增大后减小,减小至拐点后又增大并趋于平稳。同时环件芯部与内外表面应力大小基本一致,均大于环件上下表面应力。     

Simulation of temperature and stress in 6061 aluminum alloy during online quenching process

The cooling curves of 6061 aluminum alloy were acquired through water quenching experiment. The heat transfer coefficient was accurately calculated based on the cooling curves and the law of cooling. The online quenching process of complex cross-section profile was dynamically simulated by the ABAQUS software. The results suggest that the heat transfer coefficient changes during online quenching process. Different parts of the profile have different cooling velocity, and it was verified by water quenching experiment. The maximum residual stress of the profile was predicted using FEM simulation based on ABAQUS software. The relations between the temperature and stress were presented by analyzing the data of key points.     

胀形对2219铝合金环形件淬火残余应力的影响

利用ABAQUS有限元软件对2219铝合金环形件淬火过程及后续胀形过程中径向截面上残余应力的分布进行数值模拟,研究了胀形量对淬火残余应力消减率的影响。结果表明:淬火后环件的径向应力在上下端面呈压应力,在-106 MPa左右,在芯部应力值较小;周向应力和轴向应力均呈外部压应力、芯部拉应力的应力分布状态。胀形对环件的径向应力、周向应力和轴向应力均有显著的消减效果。胀形量在0.25%~4.00%范围内增加时,环形件的残余应力减小,周向应力和轴向应力的消减率都增大并趋于定值,且周向应力消减率的增大速度比轴向应力消减率的增大速度快。当胀形量<3%时,周向应力的消减率大于轴向应力的消减率,当胀形量>3%时,周向应力的消减率略小于轴向应力的消减率;当胀形量>2%时,周向应力和轴向应力的平均消减率>80%,环件的淬火残余应力得到很好的消减。     

淬火速度对7085铝合金显微组织和应力腐蚀的影响(英文)

采用力学性能测试、慢应变速率拉伸实验,结合扫描电镜和透射电镜及电化学测试等方法,研究淬火速度对7085铝合金组织和应力腐蚀性能的影响。结果表明,随着淬火速度的降低,合金晶界析出相的尺寸和间距增大,晶界析出相的Cu含量降低;合金的抗应力腐蚀性能随着淬火速度的减少先增强后减弱。晶界析出相的尺寸和分布以及Cu含量是影响合金抗应力腐蚀性能的主要因素。     

淬火-预拉伸对2A12铝合金厚板残余应力的影响

采用层削法对2A12铝合金淬火厚板在预拉伸前后的残余应力进行了测定,厚板的淬火采用阵列喷淋及水浴两种方式。结果表明:两种淬火方式在厚板内部都形成了"内拉外压"的典型分布规律;喷淋方式的淬火强度相对较低,只在厚板靠近表层的地方形成了较大的残余应力,内部靠近中面的位置残余应力水平接近于0;水浴方式淬火强度更大,在厚板整个厚度上形成了单调连续分布的残余应力;预拉伸使喷淋和水浴两种淬火板内的残余应力都大幅度消减;强度更高的淬火工艺加大了板内金属力学性能的不均匀性,减弱了残余应力消减的效果。     

7075铝合金异形板淬火过程有限元仿真

采用ABAQUS软件针对7075铝合金异形板进行三维建模与淬火过程仿真计算,通过对ABAQUS软件进行二次开发,研究了淬火介质、淬入方向与淬入速度对7075异形板残余应力与淬火畸变的影响规律。仿真结果表明,与水淬相比采用10%浓度的UCON淬火液可减少残余应力50.1%;淬入方向与异形板平面垂直时残余应力最小,且淬火畸变与淬入方向存在一定的相关性;对比数据表明,在一定范围内冷却速度越快,残余应力明显减小。     

淬火残余应力对铝合金厚板裂纹应力强度因子及扩展趋势的影响

为探究淬火残余应力对铝合金厚板疲劳裂纹扩展的影响规律,建立7075铝合金厚板表面三维裂纹数值仿真模型。采用顺序热力耦合法求解淬火残余应力场,将残余应力场作为初始载荷条件求解裂纹应力强度因子,并与无残余应力场的应力强度因子值进行对比,研究两种条件下应力强度因子的分布规律和两者之间的异同;通过分析在初始淬火残余应力条件下不同半径裂纹受不同均匀拉应力荷载作用时的裂纹应力强度因子随裂纹位置角的演变曲线,探究淬火残余应力对裂纹扩展趋势的影响规律。结果表明,淬火残余应力的存在改变了铝合金厚板应力强度因子的分布规律和裂纹的扩展趋势,淬火残余应力使表层附近的裂纹扩展受到遏止,裂纹易于在厚度方向优先扩展。     

7050铝合金残余应力冷变形消减工艺仿真研究

实测了7050铝合金热物性参数得到了高温应力-应变曲线及淬火过程温度变化曲线,构建了7050铝合金热处理和冷变形工艺仿真模型,分析了7050铝合金试块固溶淬火、冷压过程的应力变化.结果表明:残余应力累积主要产生在固溶淬火阶段,淬火后残余应力为外压内拉状态.随着淬火温度的降低,试块心部拉应力有所提高.单向压缩后,心部的三...     

7075铝合金厚板预拉伸模拟分析及其在淬火残余应力消除中的应用

运用有限元软件ABAQUS, 对7075铝合金板材淬火过程进行了模拟.比例件的加工变形表明淬火模拟所得的残余应力是可信的.在获得淬火残余应力的基础上, 模拟了不同预拉伸量对毛坯的淬火残余应力的消除.结果表明: 拉伸量为3%时, 毛坯产生2.1%～2.6%的永久变形, 残余应力消除量约为86%, 完全符合航空铝合金厚板生产工艺的规定.     

基于DEFORM的U型截面铝合金锻件淬火入水方式对残余应力的影响

采用DEFORM软件对U型截面铝合金锻件固溶后淬火入水方式进行了数值模拟分析,研究了4种入水姿态和自由落体、5 m/s及2 m/s的入水速度对锻件温度场和残余应力的影响规律。结果表明,锻件入水姿态和入水速度对残余应力的影响显著,该锻件以U型面旋转90°姿态和自由落体入水时,残余应力值最小且分布最均匀。     

叉车合金钢轴头的水淬可控冷却工艺

分析了水的冷却特性、水淬可控冷却原理,利用水淬可控冷却和普通水淬两种方法对35CrMo合金钢叉车轴头进行了调质处理,并对调质后轴头的组织和微裂纹进行了检测。结果表明:水淬可控冷却调质轴头组织为细小均匀的回火索氏体,无微裂纹,硬度适中,符合技术要求;而普通水淬调质后轴头工件有1/3出现裂纹。可见,对水的起始温度、水和工件的质量比以及冷却时间加以控制,能够对形状复杂的合金钢轴头实现可控冷却,从而获得满意的淬火效果,实现清洁化热处理。